电路与电子学基础教学大纲

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《电路与电子学基础》教学大纲

一、使用说明

(一)课程性质

《电路与电子学基础》是计算机科学与技术专业的一门专业基础课。

(二)教学目的

通过本课程的学习,可以使学生初步掌握电路与电子学方面的知识,掌握直流和交流电路的基本理论和基本分析方法,掌握晶体管器件和运算放大电路的特性与参数,掌握基本放大电路和集成运放的基本组成﹑工作原理和典型应用电路,培养学生分析问题和解决问题的能力,为以后学习专业课打好基础。

(三)教学时数

本课程理论部分总授课时数为72课时。

(四)教学方法

理论联系实际,课堂讲授。

(五)面向专业

计算机科学与技术专业。

二、教学内容

第一章 直流电路

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生理解电路模型﹑电流、电压的参考方向和功率的概念,正确理解KCL和KVL两个基本定律,掌握电阻﹑电流源﹑电压源﹑受控源等电路元件的端口电压电流关系。熟练掌握线性电路的叠加原理和节点电位分析法。深刻理解戴维南定律和诺顿定律,并能熟练应用到电路的分析计算中。

(二)教学内容

电路模型﹑电流、电压的参考方向和功率的概念, KCL和KVL两个基本定律,电阻﹑电流源﹑电压源﹑受控源等电路元件的端口电压电流关系。线性电路的叠加原理和节点电位分析法。戴维南定律和诺顿定律。

重点与难点:节点电位法﹑叠加原理﹑戴维南定理、诺顿定律。

第一节 电路与电路模型

1、电路

2、电路的组成

第二节 电流,电压,电位

1、电流和电流的参数方向

2、电压和电压的参数方向

第三节 电功率

第四节 电阻元件

第五节 电压源与电流源

1、独立电压源

2、独立电流源

3、电压源与电流源的等效变换

第六节 基尔霍夫定律

1、常用术语 2、基尔霍夫定律

第七节 简单的电阻电路

1、分压电路

2、分流电路

第八节 支路电流分析法

1、支路电流法

2、网孔法

第九节 节点电位分析法

1、节点法

第十节 叠加原理

1、叠加定理

2、注意的几点

3、举例

第十一节 等效电源定理

1、戴维南定理

2、戴维南定理的证明

3、应用举例

4、诺顿定理

5、求R0方法

第十二节 含受控电源的电阻电路

1、受控源

2、含受控源电阻电路的分析

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

14课时。

第二章 电路的过渡过程

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生掌握动态电路分析的一般方法,包括正确列写简单电路的微分方程。正确求解换路的初始条件,正确理解电路微分方程的解法。理解动态电路的零状态响应和零输入响应的概念及其特点,掌握两种响应的求解方法,熟练掌握恒定激励条件下一阶动态电路求解的三要素法。

(二)教学内容

动态电路分析的一般方法,换路的初始条件,电路微分方程的解法。动态电路的零状态响应和零输入响应的概念及其特点,两种响应的求解方法,恒定激励条件下一阶动态电路求解的三要素法。

重点与难点: 换路的初始条件的确定﹑三要素法。

第一节 电容元件与电感元件

1、电容:

2、电感元件

第二节 动态电路的过渡过程和初始条件

1、换路:

2、初始条件 3、换路定律

第三节 一阶电路的零输入响应

1、RC电路的零输入响应

2、RL电路的零入输入响应

第四节 一阶电路的零状态响应

1、RC电路的零状态响应

2、RL电路的零状态响应

第五节 一阶电路的全响应

1、RC电路的全响应

2、RL电路的全响应

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

8课时。

第三章 交流电路

(一)教学目的与要求

使学生掌握正弦量的相量表示法,正确理解有效值概念和有效值相量,掌握运用基尔霍夫定律的相量形式分析正弦稳态电路。掌握R﹑L﹑C三种基本元件的相量形式﹑阻抗和导纳的概念﹑基本电路定律和基本分析方法在相量条件下的应用。正确理解正弦交流电路的瞬时功率﹑有功功率﹑无功功率﹑视在功率的概念及计算。掌握谐振的概念,能分析RLC串联电路发生串联谐振和RLC并联电路发生并联谐振的条件。了解非正弦周期电流电路的分析,了解三相电路电源和负载的星形接法和三角形接法。

(二)教学内容

正弦量的相量表示法,有效值概念和有效值相量,运用基尔霍夫定律的相量形式分析正弦稳态电路。R﹑L﹑C三种基本元件的相量形式﹑阻抗和导纳的概念﹑基本电路定律和基本分析方法在相量条件下的应用。正弦交流电路的瞬时功率﹑有功功率﹑无功功率﹑视在功率的概念及计算。谐振的概念,RLC串联谐振和RLC并联谐振的条件。非正弦周期电流电路的分析,三相电路电源和负载的星形接法和三角形接法。

重点与难点:正弦量的相量表示法﹑正弦交流电路的有功功率。

第一节 正弦交流电的基本概念

1、正弦量的瞬时值表示式:

2、同频率正弦量之间的相位差

第二节 正弦量的相量表示法

第三节 单一元件参数电路

1、电感的伏安关系及储能

2、电容的伏安关系及储量

3、三种基本元件伏安关系的相量形式

第四节 简单的正弦交流电路

1、电流定律:

2、电压定律:

3、阻抗的串并联

第五节 复杂交流电路的分析和计算

第六节 正弦交流电路的功率 1、瞬时功率(一般交流电路)

2、有功功率

3、视在功率和元功功率

第七节 正弦交流电路中的谐振

1、串联谐振

2、并联谐振

第八节 非正弦周期电流电路

第九节 三相交流电路

1、三相电源

2、联接方式

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

10课时。

第四章 半导体二极管﹑三极管和场效应管

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生了解PN结的形成过程﹑物理特性,掌握其伏安特性;了解晶体二极管的直流模型和交流小信号模型;掌握晶体三极管的电流分配关系和放大作用,共发射极和共基极输入﹑输出特性曲线;掌握稳压二极管的特性及用法;了解双极型晶体管的主要参数和温度对晶体管参数的影响。了解绝缘栅场效应管。

(二)教学内容

PN结的形成过程﹑物理特性及其伏安特性;晶体二极管的直流模型和交流小信号模型;晶体三极管的电流分配关系和放大作用,共发射极和共基极输入﹑输出特性曲线;稳压二极管的特性及用法;双极型晶体管的主要参数和温度对晶体管参数的影响。绝缘栅场效应管。

重点与难点:稳压二极管;晶体管的电流分配关系和放大作用。

第一节 PN结

1、半导体基本知识

2、PN结及其特性

3、半导体二极管

第二节 导体二极管

第三节 双极型晶体管

第四节 场效应晶体管

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

4课时。

第五章 放大电路基础

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生熟练掌握共射极放大电路的组成和工作原理;掌握放大电路的偏置方式及静态工作点的估算, 掌握非线性失真和最大输出电压幅值的概念;掌握晶体管的h参数微变等效电路。掌握放大电路的三种接法及放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算;掌握阻容耦合基本放大电路 ,稳定工作点的放大电路;了解多级放大电路的组成﹑耦合方式。 (二)教学内容

共射极放大电路的组成和工作原理;放大电路的偏置方式及静态工作点的计算,分压式偏置电路的工作点估算,非线性失真和最大输出电压幅值的概念;晶体管的h参数微变等效电路,放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算。放大电路的三种接法,阻容耦合基本放大电路 ,稳定工作点的放大电路;多级放大电路的组成﹑耦合方式

重点与难点:共射极放大电路的组成和工作原理; 晶体管的h参数微变等效电路;放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算。

第一节 放大电路的组成及工作原理

1、组成

2、静态工作点的设置

3、共发射极电路

4、放大电路的性能指标

5、直流通路,交流通路

6、静态工作点估算

7、放大电路的工作原理

第二节 图解分析法

1、静态分析

2、动态分析

第三节 计算分析法

第四节 放大电路的三种接法

1、共集电极放大电路

2、共基极放大电路

第五节 稳定工作点的放大电路

1、温度对静态工作点的影响

2、分压式电流负反馈偏置电路:

3、用补偿法稳定静态工作点

第六节 场效应管放大电路

第七节 多级放大电路

1、多级放大电路的组成:

2、多级放大的耦合方式

3、多级放大电路的性能分析

第八节 放大器的通频带

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

10课时。

第六章 功率放大电路

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生了解功率放大电路中存在的特殊问题,掌握双电源﹑单电源互补对称功率放大电路的工作原理及计算;了解集成功率放大电路。

(二)教学内容

功率放大电路中存在的特殊问题,双电源﹑单电源互补对称功率放大电路的工作原理及计算,集成功率放大电路。 重点与难点:双电源互补对称功率放大电路; 复合互补对称功率放大电路

第一节 功率放大电路的特殊问题

第二节 互补对称功率放大电路

1、双电源互补对称电路:

2、复合互补对称电路

第三节 集成功率放大电路

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

4课时。

第七章 集成运算放大器

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生了解模拟集成电路的结构特点;掌握基本差动放大电路及具有射极公共电阻的差放电路的工作原理及性能分析;掌握恒流源的基本电路形式及输出电流的计算;掌握共模抑制比的概念,了解失调和调零,掌握差动放大电路的四种接法。了解集成运放的技术指标,掌握集成运放使用的注意事项。

(二)教学内容

模拟集成电路的结构特点;差分放大电路及具有射极公共电阻的差分放大电路的工作原理及性能分析;恒流源的基本电路形式及输出电流的计算;共模抑制比的概念,失调和调零,差分放大电路的四种接法。集成运放的技术指标,集成运放使用的注意事项。

重点与难点:基本差分放大电路及具有射极公共电阻的差分放大电路的工作原理及性能分析;恒流源的基本电路形式及计算。

第一节 概述

第二节 差分放大电路

1、基本差分放大电路

2、长尾电路

3、具有恒流源的差分放大电路

4、失调和调零

5、差分放大电路的四种接法

第三节 电流源电路

1、镜像电流源电路

2、微电流源电路

第四节 集成运算放大电路

(三)教学方法与形式

课堂讲授。

(四)教学时数

4课时。

第八章 负反馈放大电路

(一)教学目的与要求

通过本章学习使学生掌握反馈的基本概念及反馈类型和性质的判别方法;掌握负反馈放大器的方框图和基本关系式;了解负反馈对放大电路性能的影响;掌握负反馈放大电路放大倍数的估算;了解负反馈放大器的自激问题。

(二)教学内容